#998196 (C++17) No.2824 Lights Up! (Grid Edition)

提出ソース

結果

問題	No.2824 Lights Up! (Grid Edition)
ユーザー	ecottea
提出日時	2024-07-27 16:08:50
言語	C++17 (gcc 12.3.0 + boost 1.83.0)
結果	AC
実行時間	710 ms / 2,000 ms
コード長	13,674 bytes
コンパイル時間	5,387 ms
コンパイル使用メモリ	281,648 KB
実行使用メモリ	17,828 KB
最終ジャッジ日時	2024-07-27 16:09:08
合計ジャッジ時間	17,312 ms
ジャッジサーバーID （参考情報）	judge1 / judge4

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入力	結果	実行時間実行使用メモリ
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testcase_01	AC	2 ms 6,820 KB
testcase_02	AC	2 ms 6,944 KB
testcase_03	AC	2 ms 6,940 KB
testcase_04	AC	41 ms 12,288 KB
testcase_05	AC	35 ms 12,288 KB
testcase_06	AC	32 ms 12,288 KB
testcase_07	AC	710 ms 17,076 KB
testcase_08	AC	32 ms 12,288 KB
testcase_09	AC	32 ms 12,288 KB
testcase_10	AC	33 ms 12,288 KB
testcase_11	AC	652 ms 17,324 KB
testcase_12	AC	33 ms 12,288 KB
testcase_13	AC	657 ms 16,548 KB
testcase_14	AC	32 ms 12,416 KB
testcase_15	AC	545 ms 16,680 KB
testcase_16	AC	33 ms 12,288 KB
testcase_17	AC	638 ms 17,448 KB
testcase_18	AC	33 ms 12,288 KB
testcase_19	AC	469 ms 17,828 KB
testcase_20	AC	12 ms 6,940 KB
testcase_21	AC	23 ms 9,472 KB
testcase_22	AC	2 ms 6,944 KB
testcase_23	AC	543 ms 15,784 KB
testcase_24	AC	2 ms 6,940 KB
testcase_25	AC	25 ms 6,944 KB
testcase_26	AC	13 ms 6,944 KB
testcase_27	AC	536 ms 16,732 KB
testcase_28	AC	2 ms 6,944 KB
testcase_29	AC	54 ms 6,940 KB
testcase_30	AC	3 ms 6,944 KB
testcase_31	AC	2 ms 6,944 KB
testcase_32	AC	4 ms 6,940 KB
testcase_33	AC	2 ms 6,944 KB
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testcase_102	AC	2 ms 6,944 KB
testcase_103	AC	1 ms 6,940 KB

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ソースコード

raw source code

#ifndef HIDDEN_IN_VS // 折りたたみ用

// 警告の抑制
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

// ライブラリの読み込み
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

// 型名の短縮
using ll = long long; using ull = unsigned long long; // -2^63 ～ 2^63 = 9 * 10^18（int は -2^31 ～ 2^31 = 2 * 10^9）
using pii = pair<int, int>;	using pll = pair<ll, ll>;	using pil = pair<int, ll>;	using pli = pair<ll, int>;
using vi = vector<int>;		using vvi = vector<vi>;		using vvvi = vector<vvi>;	using vvvvi = vector<vvvi>;
using vl = vector<ll>;		using vvl = vector<vl>;		using vvvl = vector<vvl>;	using vvvvl = vector<vvvl>;
using vb = vector<bool>;	using vvb = vector<vb>;		using vvvb = vector<vvb>;
using vc = vector<char>;	using vvc = vector<vc>;		using vvvc = vector<vvc>;
using vd = vector<double>;	using vvd = vector<vd>;		using vvvd = vector<vvd>;
template <class T> using priority_queue_rev = priority_queue<T, vector<T>, greater<T>>;
using Graph = vvi;

// 定数の定義
const double PI = acos(-1);
int DX[4] = { 1, 0, -1, 0 }; // 4 近傍（下，右，上，左）
int DY[4] = { 0, 1, 0, -1 };
int INF = 1001001001; ll INFL = 4004004003094073385LL; // (int)INFL = INF, (int)(-INFL) = -INF;

// 入出力高速化
struct fast_io { fast_io() { cin.tie(nullptr); ios::sync_with_stdio(false); cout << fixed << setprecision(18); } } fastIOtmp;

// 汎用マクロの定義
#define all(a) (a).begin(), (a).end()
#define sz(x) ((int)(x).size())
#define lbpos(a, x) (int)distance((a).begin(), std::lower_bound(all(a), x))
#define ubpos(a, x) (int)distance((a).begin(), std::upper_bound(all(a), x))
#define Yes(b) {cout << ((b) ? "Yes\n" : "No\n");}
#define rep(i, n) for(int i = 0, i##_len = int(n); i < i##_len; ++i) // 0 から n-1 まで昇順
#define repi(i, s, t) for(int i = int(s), i##_end = int(t); i <= i##_end; ++i) // s から t まで昇順
#define repir(i, s, t) for(int i = int(s), i##_end = int(t); i >= i##_end; --i) // s から t まで降順
#define repe(v, a) for(const auto& v : (a)) // a の全要素（変更不可能）
#define repea(v, a) for(auto& v : (a)) // a の全要素（変更可能）
#define repb(set, d) for(int set = 0, set##_ub = 1 << int(d); set < set##_ub; ++set) // d ビット全探索（昇順）
#define repis(i, set) for(int i = lsb(set), bset##i = set; i < 32; bset##i -= 1 << i, i = lsb(bset##i)) // set の全要素（昇順）
#define repp(a) sort(all(a)); for(bool a##_perm = true; a##_perm; a##_perm = next_permutation(all(a))) // a の順列全て（昇順）
#define uniq(a) {sort(all(a)); (a).erase(unique(all(a)), (a).end());} // 重複除去
#define EXIT(a) {cout << (a) << endl; exit(0);} // 強制終了
#define inQ(x, y, u, l, d, r) ((u) <= (x) && (l) <= (y) && (x) < (d) && (y) < (r)) // 半開矩形内判定

// 汎用関数の定義
template <class T> inline ll powi(T n, int k) { ll v = 1; rep(i, k) v *= n; return v; }
template <class T> inline bool chmax(T& M, const T& x) { if (M < x) { M = x; return true; } return false; } // 最大値を更新（更新されたら true を返す）
template <class T> inline bool chmin(T& m, const T& x) { if (m > x) { m = x; return true; } return false; } // 最小値を更新（更新されたら true を返す）
template <class T> inline T getb(T set, int i) { return (set >> i) & T(1); }
template <class T> inline T smod(T n, T m) { n %= m; if (n < 0) n += m; return n; } // 非負mod

// 演算子オーバーロード
template <class T, class U> inline istream& operator>>(istream& is, pair<T, U>& p) { is >> p.first >> p.second; return is; }
template <class T> inline istream& operator>>(istream& is, vector<T>& v) { repea(x, v) is >> x; return is; }
template <class T> inline vector<T>& operator--(vector<T>& v) { repea(x, v) --x; return v; }
template <class T> inline vector<T>& operator++(vector<T>& v) { repea(x, v) ++x; return v; }

#endif // 折りたたみ用


#if __has_include(<atcoder/all>)
#include <atcoder/all>
using namespace atcoder;

#ifdef _MSC_VER
#include "localACL.hpp"
#endif

//using mint = modint1000000007;
using mint = modint998244353;
//using mint = static_modint<1234567891>;
//using mint = modint; // mint::set_mod(m);

namespace atcoder {
	inline istream& operator>>(istream& is, mint& x) { ll x_; is >> x_; x = x_; return is; }
	inline ostream& operator<<(ostream& os, const mint& x) { os << x.val(); return os; }
}
using vm = vector<mint>; using vvm = vector<vm>; using vvvm = vector<vvm>; using vvvvm = vector<vvvm>; using pim = pair<int, mint>;
#endif


#ifdef _MSC_VER // 手元環境（Visual Studio）
#include "local.hpp"
#else // 提出用（gcc）
inline int popcount(int n) { return __builtin_popcount(n); }
inline int popcount(ll n) { return __builtin_popcountll(n); }
inline int lsb(int n) { return n != 0 ? __builtin_ctz(n) : 32; }
inline int lsb(ll n) { return n != 0 ? __builtin_ctzll(n) : 64; }
template <size_t N> inline int lsb(const bitset<N>& b) { return b._Find_first(); }
inline int msb(int n) { return n != 0 ? (31 - __builtin_clz(n)) : -1; }
inline int msb(ll n) { return n != 0 ? (63 - __builtin_clzll(n)) : -1; }
#define dump(...)
#define dumpel(v)
#define dump_list(v)
#define dump_mat(v)
#define input_from_file(f)
#define output_to_file(f)
#define Assert(b) { if (!(b)) { vc MLE(1<<30); EXIT(MLE.back()); } } // RE の代わりに MLE を出す
#endif


//【ビット行列】
/*
* Bit_matrix<M>(int n, int m) : O(n M / 64)
*	n×m 零行列で初期化する．
*	制約：m ≦ M
*
* Bit_matrix<M>(int n) : O(n M / 64)
*	n×n 単位行列で初期化する．
*
* Bit_matrix<M>(vector<bitset<M>> a, int m) : O(n M / 64)
*	二次元配列 a[0..n)[0..m) の要素で初期化する．
*
* Bit_matrix<M>(vi[vl] a, int m) : O(n M / 64)
*	数 a[i] の第 j ビットを v[i][j] とする行列で初期化する．
*
* push_back(bitset<M> col) : O(M / 64)
*	最下行に col を追加する．
*
* A * x : O(n M / 64)
*	n×m 行列 A と m 次元列ベクトル x の積を返す．
*
* A * B : O(n m l)
*	n×m 行列 A と m×l 行列 B の積を返す．
*
* Bit_matrix<M> pow(ll d) : O(n^3 log d)
*	自身を d 乗した行列を返す．
*
* Bit_matrix<M> transpose() : O(n m)
*	自身を転置した行列を返す．
*	制約：n ≦ M
*/
template <int M>
struct Bit_matrix {
	int n, m; // 行列のサイズ（n 行 m 列）
	vector<bitset<M>> v; // 行列の成分

	// n×m 零行列で初期化する．
	Bit_matrix(int n, int m) : n(n), m(m), v(n) {}

	// n×n 単位行列で初期化する．
	Bit_matrix(int n) : n(n), m(n), v(n) { rep(i, n) v[i][i] = 1; }

	// 二次元配列 a[0..n)[0..m) の要素で初期化する．
	Bit_matrix(const vector<bitset<M>>& a, int m) : n(sz(a)), m(m), v(a) {}

	// 数 a[i] の第 j ビットを v[i][j] とする行列で初期化する．
	Bit_matrix(const vi& a, int m) : n(sz(a)), m(m), v(n) { rep(i, n) v[i] = bitset<M>(a[i]); }
	Bit_matrix(const vl& a, int m) : n(sz(a)), m(m), v(n) { rep(i, n) v[i] = bitset<M>(a[i]); }
	Bit_matrix() : m(0), n(0) {}

	// 代入
	Bit_matrix(const Bit_matrix& old) = default;
	Bit_matrix& operator=(const Bit_matrix& other) = default;

	// 比較
	bool operator==(const Bit_matrix& g) const { return n == g.n && m == g.m && v == g.v; }
	bool operator!=(const Bit_matrix& g) const { return !(*this == g); }

	// アクセス
	inline bitset<M> const& operator[](int i) const { return v[i]; }
	inline bitset<M>& operator[](int i) { return v[i]; }

	// 行の追加
	void push_back(const bitset<M>& col) { v.push_back(col); n++; }

	// 行列ベクトル積
	bitset<M> operator*(const bitset<M>& x) const {
		bitset<M> y;
		rep(i, n) y[i] = (v[i] & x).count() % 2;
		return y;
	}

	// 積
	Bit_matrix operator*(const Bit_matrix& b) const {
		Bit_matrix res(n, b.m);
		rep(i, res.n) rep(j, res.m) rep(k, m) res[i][j] = res[i][j] ^ (v[i][k] & b[k][j]);
		return res;
	}
	Bit_matrix& operator*=(const Bit_matrix& b) { *this = *this * b; return *this; }

	// 累乗
	Bit_matrix pow(ll d) const {
		// verify : https://atcoder.jp/contests/jag2013summer-day4/tasks/icpc2013summer_day4_f

		Bit_matrix res(n), pow2 = *this;
		while (d > 0) {
			if (d & 1) res *= pow2;
			pow2 *= pow2;
			d /= 2;
		}
		return res;
	}

	// 転置（A^T）
	Bit_matrix transpose() const {
		Bit_matrix res(m, n);
		rep(i, m) rep(j, n) res[i][j] = v[j][i];
		return res;
	}

#ifdef _MSC_VER
	friend ostream& operator<<(ostream& os, const Bit_matrix& a) {
		rep(i, a.n) {
			os << "[";
			rep(j, a.m) os << a[i][j] << (j < a.m - 1 ? " " : "]");
			if (i < a.n - 1) os << "\n";
		}
		return os;
	}
#endif
};


//【線形方程式】O(n m min(n, m) / 64)
/*
* 与えられた n×m 行列 A と n 次元ベクトル b に対し，
* 線形方程式 A x = b の特殊解 x0（m 次元ベクトル）を格納する（なければ false を返す）
* また同次形 A x = 0 の解空間の基底（m 次元ベクトル）のリストを xs に格納する．
*/
template <int M>
bool gauss_jordan_elimination(const Bit_matrix<M>& A, const vb& b,
	bitset<M>* x0 = nullptr, vector<bitset<M>>* xs = nullptr)
{
	// verify : https://atcoder.jp/contests/arc173/tasks/arc173_e

	int n = A.n, m = A.m;

	// v : 拡大係数行列 (A | b)
	vector<bitset<M + 1>> v(n);
	rep(i, n) rep(j, m) v[i][j] = A[i][j];
	rep(i, n) v[i][m] = b[i];

	// pivots[i] : 第 i 行のピボットが第何列にあるか
	vi pivots;

	// 注目位置を v[i][j] とする．
	int i = 0, j = 0;

	while (i < n && j <= m) {
		// 注目列の下方の行から 1 を見つける．
		int i2 = i;
		while (i2 < n && !v[i2][j]) i2++;

		// 見つからなかったら注目位置を右に移す．
		if (i2 == n) { j++; continue; }

		// 見つかったら第 i 行とその行を入れ替える．
		if (i != i2) swap(v[i], v[i2]);

		// v[i][j] をピボットに選択する．
		pivots.push_back(j);

		// 第 i 行以外の第 j 列の成分が全て 0 になるよう第 i 行を XOR する．
		rep(i2, n) if (v[i2][j] && i2 != i) v[i2] ^= v[i];

		// 注目位置を右下に移す．
		i++; j++;
	}

	// 最後に見つかったピボットの位置が第 m 列ならば解なし．
	if (pivots.back() == m) return false;

	// A x = b の特殊解 x0 の構成（任意定数は全て 0 にする）
	if (x0 != nullptr) {
		x0->reset();
		int rnk = sz(pivots);
		rep(i, rnk) (*x0)[pivots[i]] = v[i][m];

		// 同次形 A x = 0 の一般解 {x} の基底の構成（任意定数を 1-hot にする）
		if (xs != nullptr) {
			xs->clear();

			int i = 0;
			rep(j, m) {
				if (i < rnk && j == pivots[i]) {
					i++;
					continue;
				}

				bitset<M> x;
				x[j] = 1;
				rep(i2, i) x[pivots[i2]] = v[i2][j];
				xs->emplace_back(move(x));
			}
		}
	}

	return true;
}


int main() {
	input_from_file("input.txt");
//	output_to_file("output.txt");

	int n;
	cin >> n;

	vvc c(n, vc(n)); // '#', '.'
	cin >> c;

	vvi a(n, vi(n));
	rep(i, n) rep(j, n) a[i][j] = c[(i + n - 1) % n][(j + n - 1) % n] == '#';
//	rep(i, n) rep(j, n) a[i][j] = c[(i + n) % n][(j + n) % n] == '#';
	dumpel(a);

	if (n == 1) {
		if (a[0][0] == 1) {
			cout << -1 << endl;
		}
		else {
			cout << 0 << endl;
		}

		return 0;
	}

//	if (n <= 1) {
	if (n <= 10) {
		Bit_matrix<100> M(n * n, n * n);
		rep(i, n) rep(j, n) {
			rep(ci, 2) rep(cj, 2) {
				if (ci == 0 && cj == 0) continue;

				rep(di, 2) rep(dj, 2) {
					int id = (ci * i + di) % n * n + (cj * j + dj) % n;
					M[id][i * n + j] = M[id][i * n + j] ^ 1;
				}
			}
		}

		vb ini(n * n);
		rep(i, n) rep(j, n) ini[i * n + j] = a[i][j];

		bitset<100> x0; vector<bitset<100>> xs;
		bool b = gauss_jordan_elimination<100>(M, ini, &x0, &xs);

		if (!b) EXIT(-1);

		dump("dim ker:", sz(xs));
		// n		: 2, 3,  4, 5,  6,  7,  8,  9, 10 
		// dim ker	: 3, 5, 11, 9, 19, 13, 27, 17, 35
		// 重複手	: 2, 4,  6, 8, 10, 12, 14, 16, 18
		// パリティ	: 1, 1,  1, 1,  1,  1,  1,  1,  1
		// 残り		: 0, 0,  4, 0,  8,  0, 12,  0, 16

		vector<pii> res;
		rep(i, n) rep(j, n) if (x0[i * n + j]) res.push_back({ i, j });

		cout << sz(res) << endl;
		for (auto [i, j] : res) cout << i << " " << j << endl;

		return 0;
	}

	vvi push(n, vi(n));

	repir(i, n - 2, 1) repir(j, n - 2, 1) {
		if (a[i + 1][j + 1] == 0) continue;
		push[i][j]++;

		rep(ci, 2) rep(cj, 2) {
			if (ci == 0 && cj == 0) continue;

			rep(di, 2) rep(dj, 2) {
				a[ci * i + di][cj * j + dj] ^= 1;
			}
		}
	}
	dumpel(push); dumpel(a);

	if (n % 2 == 0) {
		repi(i, 2, n - 1) {
			repi(j, 0, 1) {
				if (a[i][j] == 1) EXIT(-1);
			}
		}

		repi(j, 2, n - 1) {
			repi(i, 0, 1) {
				if (a[i][j] == 1) EXIT(-1);
			}
		}

		if (a[0][0] == 1 && a[0][1] == 1 && a[1][0] == 1 && a[1][1] == 1) {
			push[0][0]++;
			a[0][0] = a[0][1] = a[1][0] = a[1][1] = 0;
		}

		if (!(a[0][0] == 0 && a[0][1] == 0 && a[1][0] == 0 && a[1][1] == 0)) EXIT(-1);
	}
	else {
		repir(i, n - 2, 1) {
			if (a[i + 1][0] != a[i + 1][1]) EXIT(-1);

			if (a[i + 1][0] == 1 && a[i + 1][1] == 1) {
				repi(j, 1, n - 1) push[i][j]++;

				rep(ci, 2) {
					rep(di, 2) rep(dj, 2) {
						a[ci * i + di][0 + dj] ^= 1;
					}
				}
			}
		}

		repir(j, n - 2, 1) {
			if (a[0][j + 1] != a[1][j + 1]) EXIT(-1);

			if (a[0][j + 1] == 1 && a[1][j + 1] == 1) {
				repi(i, 1, n - 1) push[i][j]++;

				rep(cj, 2) {
					rep(di, 2) rep(dj, 2) {
						a[0 + di][cj * j + dj] ^= 1;
					}
				}
			}
		}

		if (a[0][0] == 1 && a[0][1] == 1 && a[1][0] == 1 && a[1][1] == 1) {
			push[0][0]++;
			a[0][0] = a[0][1] = a[1][0] = a[1][1] = 0;
		}

		if (!(a[0][0] == 0 && a[0][1] == 0 && a[1][0] == 0 && a[1][1] == 0)) EXIT(-1);
	}

	vector<pii> res;
	rep(i, n) rep(j, n) if (push[i][j] & 1) res.push_back({ i, j });

	cout << sz(res) << endl;
	for (auto [i, j] : res) cout << i << " " << j << endl;
}

yukicoder

結果

テストケース

ソースコード